作者简介：刘伟华（1988—），男，本科，中级工程师，研究方向为电气工程。

摘要：随着社会的进步和国民经济的发展，国民节能环保意识逐渐增强，应用节能降耗技术促进各行业发展已经成为时代发展的必然要求。人们在日常生活及生产活动中会应用到各种电气设备，在其中融入节能理念促进设备高效运行，提高建筑工程的运营效果，在为人们提供优质服务的同时，起到良好的节能降耗效果，这是推动集约型社会发展的关键。本文首先分析了电气设备节能降耗技术的发展现状，随后以建筑节能为例，通过4个方面简要探讨了电气设备节能降耗技术的应用。

关键词：建筑管理 电气设备 节能降耗 发展现状 节能技术

中图分类号：TM92

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2112-5640-5172

在建筑产品设计中对节能降耗技术的合理应用属于现代建筑行业发展的重要趋势之一。各种建筑电气设备在运行过程中会产生大量能源消耗，必须采取合理措施降低其能源消耗，提高设备运行效率，以产出更为良好的社会效益和经济效益。针对建筑电气设备实施节能降耗技术主要体现在以下几个方面。

1 电气设备节能降耗技术发展现状

随着时代的发展，能源与资源短缺已经成为限制世界各国发展的重要问题。时至今日，我国依然处在大量消耗资源和原材料为经济增长提供支撑的时期，能源供给对于经济增长所呈现的约束作用越来越明显，节能已然成为关乎国计民生的大事。现代建筑中一般配有变压器、空调、照明、电动机及电梯等耗能系统，而建筑作为人类社会中的重要能源消耗领域，对其节能方法及措施的研究已经迫在眉睫。

建筑节能属于贯彻落实我国可持续发展战略的重点内容。然而，我国建筑节能起步比较晚，能源利用效率相对较低，且建筑能源需求量正在逐年增加，建筑节能降耗空间巨大[1]。电气设备节能属于建筑节能中最为重要的一项内容，决不能以牺牲建筑功能、损害建筑使用需求作为代价，同时也要防止盲目增加投资、为了节能而节能等情况出现，必须充分遵循适用性、实际性与节能性等原则，并充分保证所应用节能措施的技术先进性。

2、建筑电气设备节能降耗技术

2.1照明系统节能降耗技术

照明系统是建筑电气系统中的重要组成部分，而照明节能也是需要重点解决的一个问题。怎样做到在充分满足人们工作和生活照度标准要求的同时，实现能源节约，是在进行照明设計的过程中需要认真思考的问题。在照明设计中，可以具体依据相应工程项目实际情况，参照国家相关标准进行设计，科学设定高、中、低档照明水平，实现对单位面积电功率安装和功率密度限值（LPD）的高效控制[2]。

2.1.1照明光源选择

光源属于将能量转化为光的器件，是促进照明节能实现的核心。必须选择高效节能，且具有较强适应性的光源，比较常用的包括白炽灯、荧光灯、钠灯、卤钨灯及LED灯等[3]。光源选择的主要原则在于高效和节能，充分考量光效、色温、价格、光源寿命及显色指数等元素。

2.1.2灯具选择

灯具的功能在于对光源发出的光作二次分配，选择灯具的时候应该尽量选用控光性能良好、直射光通量比例高的灯具。在实践应用中，还要关注灯具的配光曲线，它是照明设计最为重要的依据之一，以此明确照度值，保证灯具配光的合理性，提高光的利用率，起到良好的节能降耗效果。

2.1.3照明控制

在进行照明设计的过程中，所采用的控制方式同样对照明节能起到决定性作用，常见的控制方式主要包括单灯控制、多灯控制、总线控制、探测器控制与双控开关控制等。面对这些控制方式，在照明设计活动中必须做到贴合实际，兼顾其便利性和节能性，具体如下。（1）针对大型公共建筑，如体育馆、公园以及剧场等，可以使用智能照明控制系统，通过高效统一的管理，实现节约电能的作用。（2）针对一般的小型建筑，在进行设计与技术应用的过程中要注意每个开关控制灯具的数量不应该过多。在公共走道和楼梯等位置，使用声控、光控节能开关。室外照明控制则采用光电控制替代传统照明开关[3]。而房间内如果有多列灯具，可以采取分组控制方式，所控制灯列跟侧窗保持平行。

2.2供配电系统节能降耗技术

电源与供配电系统节能降耗意义重大，相关研究显示，对新型变压器节能技术的推广应用，使空载与短路损耗分别下降约8%与24%[4]。在实施供配电系统设计活动的过程中，应该具体就变电所位置选择、变压器选用、线路损耗控制、供配电系统功率因数提升等方面采取具有针对性的措施，以提高其整体节能降耗效果。

2.2.1供配电系统

具体依据负荷容量、用电设备特征、供电距离及其分布等因素对供配电系统进行合理设计，尽可能使系统表现出简单可靠的特征，同时操作简便。要让变配电所尽可能靠近负荷中心，从而缩减配电半径，起到降低线路损耗的效果。还要对变压器容量与数量进行合理选择，充分适应季节更替带来的负荷变化，实现对变压器的灵活投切，形成高效运行，最大程度上避免轻载运行对电能的不必要消耗。

2.2.2变压器节能设计

要缩减变压器有功损耗，具体按式（1）进行计算：

其中，△P表示变压器有功损耗;PO表示变压器空载损耗;Pk表示变压器短路损耗;β表示变压器负载率[1]。

PO作为空载损耗，亦可称之为铁损，主要由铁芯涡流损耗与漏磁损耗构成，相应数值大小主要跟铁芯材料及其制造工艺直接相关，跟负荷大小并无直接关联，因此在选择变压器的时候应该选择具有良好节能性效果的变压器。

Pk则属于变压器的额定负载传输损耗，也可称之为变压器线损，其大小主要取决于变压器绕组中的电阻以及流经电流的大小，并且跟负荷率的平方之间为正比例关系。所以，在选用变压器的时候，应该尽可能选择电阻值比较小的绕组，比如铜芯变压器等。在工程实践中，要对设备投资、运行费用等进行综合考量，让变压器在其使用期之内预留出一定余量，以最低的项目投资获得最好的运行效果。通常情况下，变压器最具经济性和节能性的运行负载率在75%～85%之间。

2.2.3控制线路损耗

因为配电线路中电阻的存在，使电流经过的过程中产生功率损耗，可表达为式（2）：

其中△P表示三相输出电路功率损耗;I表示线路电流;R表示线路相电阻[5]。

当通电电流不变的情况下，线路长度越大，则电阻值就越大。在工程实践中，线路纵横交错，单个工程的线路总长便能超过一万米，所引发的电能损耗是巨大的，必须从缩减线路的电阻值入手，具体措施如下。（1）尽可能选择电阻率比较小的导线，如铜芯导线、铝芯导线等。（2）结合工程实际，尽量缩减导线长度。在工程设计中，要让线路尽可能走直线，在低电压配电中避免走回头路。要让变电所与负荷中心之间尽可能靠近，从而缩减供电半径。（3）针对比较长的线路，在充分满足载流量、热稳定及保护配合等要求的基础之上，选择使用截面更大导线，此种做法虽然会使线路费用增加，但其所带来的节能降耗效果将十分明显，具有较强的经济性。

2.2.4提高功率因数

提高配电系统的功率因数，可以缩减线路中的无功功率损耗，继而达到节能降耗的效果。供电系统中的部分用电设备，如电动机、变压器等均具有电感性，能形成具有滞后性的无功电流，经由高低压线路实现向设备终端的传输，会在无形中提高了线路功率损耗。针对这一问题可采取如下措施。（1）若想降低用电设备的无功损耗，必须提升功率因数，在工程设计中尽量选用功率因数更高的设备。（2）通过静电电容器实施无功补偿。电容器能够产出超前无功电流，以抵消用电设备产出的滞后无功电流，在提升功率因素的同时缩减系统整体无功电流效果。在工程設计实践中，可以采取分散就地补偿或者高低压柜集中补偿等方法进行处理，具体按照工程实际需求进行选择[6]。

2.3动力节能设计

在电气设备节能中，动力节能具有非常大的潜力，仅适用变频调速设计，便可让空调节约电量约30%～60%，让电梯节约电量约20%～30%，风机和水泵等也有十分良好的节能效果。

2.3.1使用变频调速器

建筑电气系统中，电动机与给排水、暖通等各种设备配套出现，由相应设备厂商统一供给。所以，所采取的节能措施一般只能实施于其运行过程，控制电机轻载与空载运行情况。这是由于在上述工况之下，电机运行效率非常低，所消耗电能并不能与负载的降低之间成正比。应用变频调节，可以在负载下降的过程中，采取变频方式对转速进行自动调节，与负载变化之间相互适应，以达到提高电机轻载工况下工作效率的目的，节能降耗效果明显。

2.3.2使用软启动器

软启动器是依据启动时间对可控硅导通角进行逐步调节，以实现对电压变化的控制效果。因为可以针对电压实现连续调节，所以启动平稳，在完成启动之后，便可全压投入运行。也可使用测速反馈、电流正反馈与电压负反馈等，结合反馈信息对可控硅导通角进行控制，使其速度随着负载变化而变化[5]。软启动器一般可以用在电动机容量比较大，并且需要频繁进行启动的设备，或者附近用电设备对于电压稳定性具有较高要求。

2.4智能控制技术的应用

通过智能控制技术实现节能降耗，主要体现在对建筑设备、变配电所与照明系统等的监控方面。随着现代科技的发展，建筑设备监控系统的各种相关技术逐渐完善，性能也更加优异，已经成为促进建筑节能最为有效的一种手段，针对各类电气设备实现最佳控制，在充分满足实际应用需求的前提下，实现最大限度地节约。

2.4.1变配电所监控系统

供配电监控系统主要依靠现场总线技术，使系统实现自动化。通常情况下，智能化供配电系统主要由计算机、智能开关、控制设备与通信网络等部分构成。可以实现数据采集与处理的集中化，同时还能起到集中控制效果，真正实现供配电系统遥测、遥控以及通信。该系统可以针对建筑物及建筑群中高压供电系统、变压器、备用发电机组与低压配电系统运行状态与故障报警进行监测，实时检测系统电压、电流、功率与功率因数等各项数据，为建筑电气设备节能与安全运行供给实时信息，为管理部门供给相应的运行数据，为建筑电气设备管理工作提供良好的支持。

2.4.2智能照明控制系统

该系统主要依靠计算机技术、网络通信技术与控制技术实现多点控制、定时控制和场景控制，以缩短灯具的工作时间，针对不同环境和时间条件下的光照度实施精准设置与管理，不仅可以起到节约电能的效果，还能实现统一管理。作为建筑智能系统中的重要组成部分，智能照明控制系统能针对建筑照明进行集中管理，提高其节能效果和舒适程度。

2.4.3建筑设备监控系统

（1）制冷系统。建筑当中制冷系统的设备构成包括冷水机组、冷却水泵与冷却塔等，针对制冷系统实施监测与控制，要对其进行启停控制和连锁控制等。而对于冷水机组具体运行参数进行监测可由监控系统直接完成，也可利用第三方设备通信接口完成。

（2）空调系统。大部分建筑中空调机组的数量较多，其种类具体包括：全空气处理系统（亦称之为空调机组）、新风机+风机盘管、变风量空调机组+变风量末端。对于空调机组与新风机组，通常应该依据室外温度的高低具体选择系统工作模式;按照预定时间表对机组启停进行控制;按照预设控制规律对温湿度、风量等参数进行调节，使其符合工程设计要求;对系统实时运行状态、各主要参数与故障报警信号等进行监测。

（3）给排水系统。针对建筑中的给排水系统（其中包括雨水系统、污水系统与中水系统等）实施监控，部分工程还包括水处理系统，如直饮水水处理、游泳池水处理等。给水系统一般由水池或者高位水箱进行供水，也可通过变频恒压进行供水。需要对水池、水箱等位置水位信号和管网压力信号等进行监测，并以此为依据按照工程设计方案控制水泵的启停，实时监测系统运行状态与故障报警信号。而对于变频恒压供水系统，则要具体依据供水总管压力控制设备中的变频机组运行频率，维持其压力不变。

（4）电梯系统。建筑当中的电梯，不管是垂直升降电梯、自动扶梯，还是电动步道，通常都是由生产厂家进行成套供应的，其具体包括电梯群控器、控制器及楼层显示器等。而建筑设备监控系统需要具体监测上述部分的运行状态（有时还要对运行楼层信息等进行显示）与故障信息。电梯与自动扶梯系统的运行参数，也可以利用第三方设备通信机构实现监测[7]。

3 结语

总而言之，节能环保是推动当今社会发展一个不变的主题，人们在日常生产与生活中必须紧紧抓住节能降耗这一关键点，采取适合的技术措施降低电气设备能源消耗，通过技术创新与管理优化为国家经济建设注入源源不断的活力。

参考文献

[1]李伶俐.高层建筑电气节能降耗的问题与技术措施[J].光源与照明，2021（3）：118-119.

[2]马骧宇.绿色建筑电气节能技术的研究与应用[D].北京：华北电力大学，2018.

[3]唐京瑞，段勋兴.基于物联网的建筑电气设备节能系统的应用与研究[J].科技创新导报，2020，17（14）：138-139

[4]徐一洋.建筑电气节能降耗的问题与技术措施探讨[J].现代工业经济和信息化，2020，10（6）：62-63.

[5]杨福勇.完善电力节能降耗技术的措施及应用[J].电子技术与软件工程，2018（19）：234.

[6]张月娇.智能建筑电气综合自动化系统的节能控制技术研究[D].西安：长安大学，2021.

[7]牛美英，渠基磊，牛晓波.建筑电气节能设计及绿色建筑电气技术研究[J].中小企业管理与科技，2021（12）：191-193.